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【关注领域】地热能源应用浅析

发布者:信息员    发布时间:2019-10-21    分享到:

 

地热源是指贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

地热能的几种表现型式

水热型地热,即地球浅处(地下100~4500m)所见的热水或水热蒸气,例如温泉、间歇泉。这些地下热水和蒸汽,其实是大气降水在地下深处被热岩体加热的结果。

干热岩型地热,即埋深至地下数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。

地压型地热,某些大型沉积盆地(或含油气)深处(3000~6000m)存有大量高温高压流体。

熔岩地热,即储存在高温(700~1200℃)熔融岩体中的巨大热能,例如火山岩浆。

干热岩清洁无污染,是友好型、亲环境的可再生能源。石油、煤炭燃烧的排放物会造成雾霾、促进酸雨的形成,增加大气二氧化碳的浓度,排放物中的汞还会污染水源。和火电、水电相比,干热岩发电几乎是零排放,开发安全,持续性好。与其他清洁能源相比干热岩能够实现稳定、可靠且安全的能源供应。

干热岩地热国际范围储量目前保守估计,在3000~10000米深处的地壳中,干热岩所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的300倍以上。中国地质科学院水文地质环境地质研究所国家“863”计划项目“干热岩地热地质资源评价与开发技术研究”对我国陆区干热岩资源潜力进行了估算,结果显示,在中国干热岩地热能(3000~10000米)理论资源量相当于860万亿吨标准煤,如开采2%,则相当于2013年中国能源消费总量的5200倍。

 

2017年1月份由发改委、能源部、自然资源部提出《地热能利用开发十三五规划》,各省份均提出明确地热能开发目标,陕西省重点开发明确试点区域:西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川,十三五期间新增试点供暖面积4500万平方米,《规划》指出“完善现有地热能开发模式,推行地热能勘探、设计、建造以及运营一体化的开发模式,探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和政府和社会资本合作(PPP模式),同时放开城镇供热市场准入限制,引导地热能开发企业进入城镇供热市场。”主要目标是探索出地热能供暖市场化运营模式,初步建成地热能供暖标准体系和监测体系,形成较为完善的地热能供暖政策体系和规模化地热能供暖市场,带动地热勘查开发和相关装备制造业发展。

沣西新城——《中深层地热能无干扰清洁供热技术——干热岩供热技术》项目应用(干热岩型地热)

2015年9月,西咸新区首次引入干热岩技术为居民提供清洁热源,采用深层换热技术,不取地下水,直接采集热量用于建筑物供热。项目率先在同德佳苑(一期)、钓鱼台安置小区12.4万平方米建筑进行供热、维护和管理,是全国首个干热岩PPP项目。计划实施西咸新区沣西新城干热岩供热项目(二期),主要项目包括沣润和园、天福和园、康定和园、新业佳苑、同德公寓等。项目总投资约3.3亿元,总建筑面积约181.6万平方米。到2017年供暖季,沣西新城干热岩供热面积超200万平方米,平均供热温度23度左右,极大推动新城治污降霾工作,改善区域内居民的居住条件,实现低碳环保、节能减排、治污减霾的目标,打造沣西新城“最温暖”的民生工程。干热岩供热项目被评为2016年陕西省重点推广的低碳技术项目之一、干热岩供暖技术被国家发改委列为十大治污减霾技术。

2017年2月15日,国家发改委、环保部、国网公司就出台北方地区清洁供暖支持政策,专程赴沣西调研。以绿色能源为主题,沣西新城发行了全国第一只16.7亿元的城投平台绿色债券。

 

河南万江新能源集团有限公司——河南地热项目(水热型地热

河南万江新能源集团地热供暖项目先后在三门峡市、周口市、安阳市、开封市、郑州市、漯河市、菏泽市落地实施,其项目推进过程包括地质勘探、方案策划、施工、运营等全流程服务,技术特点集中体现于 “依灌定采,采灌平衡,梯级利用,高效稳定”。设备从中深层(1000—3000米)获取地热水,利用梯级换热技术将地热水的热量提取出来用于供暖,并将取热后的尾水,还回到地下。整个系统封闭运行,只是交换了热量,水质没有发生变化,经回灌到地层,取热不取水。

2013年企业率先与三门峡市陕州区合作探索水热型-地热能供暖模式,通过政府特许授权经营,由万江统一规划、设计、投资、建设、运营和管理,为用户提供供暖服务。运营多年来,实现地热能供暖面积230万平方米,用户室内采暖温度普遍在22℃以上,当地反映良好。

2019北京世园会中国馆地热能应用(水热型地热

 

世园会国际馆、中国馆、温室馆三大能源站供能面积约为30万平方米,其供热、供冷可再生能源比例达到了60%以上为满足园区内建筑空调系统用能需求,能源站冬季采用深层地热+浅层地热+水蓄能+燃气锅炉的复合式系统供热;夏季则采用浅层地热+水蓄能+冷水机组的复合式系统供冷。这种规律特性使得地热供能系统比传统空调系统的运行效率高,不仅节能,其运行费用更可节约20%以上。深层地热能、浅层地热能资源储量大、开采条件优越,世园会三大主体建筑中国馆、国际馆、植物馆充分应用延庆地区地热清洁能源优势,采用“地热两能(深层地热能和浅层地热能)+水蓄能+常规能源调峰”的能源方案,向世界展示了我国绿色发展新理念和生态文明建设成果。


(科技投创部)

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